Energie sostenibili e rinnovabili – potenzialità e prospettive

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L’utilizzo delle energie

Anzitutto, prima di parlare di energie rinnovabili e sostenibili, dobbiamo domandarci come mai sul nostro pianeta un numero enorme di specie e di individui si sono succeduti per miliardi di anni, utilizzando grandi quantità di energia, senza esaurire le risorse della Terra ed anzi aumentando la complessità degli ecosistemi e la biodiversità (la grande varietà di animali, piante, funghi e microorganismi che costituiscono il nostro pianeta) di tutta la Biosfera.

Se si analizza il flusso di energia negli ecosistemi si può verificare che quasi tutta l’energia proviene dal Sole, sotto forma di fotoni (piccolissime particelle di luce) che, raggiungendo le piante, attivano il processo di fotosintesi. Grazie a una serie complessa di reazioni, si formano in tal modo, a partire da acqua e anidride carbonica, molecole organiche come gli zuccheri, veri accumulatori di energia.

È proprio l’energia contenuta nei legami chimici di queste molecole a garantire tutte le attività che richiedono energia sia nelle piante che, attraverso la catena alimentare, negli animali.

Le reazioni necessarie per le diverse attività biologiche sono molteplici e danno origine al complesso metabolismo di ogni essere vivente, ma, pur producendo un po’ di calore, non producono mai quelle temperature elevate, come nelle classiche combustioni con fiamme, che sarebbero incompatibili con le caratteristiche dei viventi.

La combustione

Nelle attività industriali, invece, l’energia viene ricavata soprattutto da reazioni di combustione, utilizzando combustibili fossili o biomasse, come la legna. Il calore prodotto o viene trasformato in energia elettrica per l’uso a distanza, o trasformato in energia meccanica, come nel motore a scoppio, ma gran parte dell’energia chimica del combustibile che si trasforma in calore non è disponibile per compiere lavoro utile (aumento di entropia), riducendo il rendimento energetico.

Senza dubbio i combustibili fossili hanno fornito l’energia indispensabile per l’industrializzazione ed hanno dato un impulso allo sviluppo dell’economia mai visto prima.

Essi, però, sono una risorsa esauribile e re-immettono nell’atmosfera il carbonio sottratto dai vegetali milioni di anni fa, insieme a varie sostanze tossiche e nocive per la salute degli esseri viventi.

La loro combustione modifica la composizione dell’atmosfera: per avere un’idea di quanto la combustione inquini basti pensare che una sigaretta, bruciando, produce un cocktail di circa 4.000 prodotti finora identificati, molti ad azione cancerogena, e comunque tossica.

Ciò vale per tutti i combustibili, dalle biomasse al carbone, al petrolio o peggio ai rifiuti.

In soli due secoli l’uomo ha radicalmente modificato il flusso di energia sulla Terra, bruciando combustibili fossili che si erano accumulati nel corso di molti milioni di anni e sta accumulando quantità crescenti di rifiuti e di inquinanti incompatibili con i cicli biogeochimici (percorsi circolari attraverso cui ioni e molecole dei nutrienti essenziali per la vita sono trasferiti continuamente dall’ambiente fisico agli organismi degli ecosistemi).

Con questo ritmo di utilizzo è inevitabile arrivare al punto in cui la domanda di combustibili fossili sarà maggiore rispetto all’offerta, cioè al momento in cui non sarà possibile soddisfare con queste fonti tutti i consumi attuali di energia.

Particolarmente grave è la produzione, in eccesso rispetto ai cicli naturali, di anidride carbonica, con incremento dell’effetto serra, che trattiene il calore nella biosfera (come avviene per la luce del Sole, che entrando dalla finestra, scalda una stanza, poiché il vetro non lascia uscire il calore). Si produce in tal modo un progressivo riscaldamento della terra che determina quei mutamenti climatici già in atto, come siccità, alluvioni, uragani, scioglimento dei ghiacci, ecc.

Fonti alternative

Per produrre energia sono possibili varie alternative all’utilizzo di combustibili, evitando l’inquinamento atmosferico e i cambiamenti climatici: dobbiamo anzitutto ridurre i consumi, grazie al risparmio e all’aumento di efficienza, per poi arrivare all’utilizzo di fonti veramente rinnovabili e sostenibili.

Per realizzare questa strategia dobbiamo imparare dalla Natura, studiando quei processi che hanno permesso agli organismi terrestri di continuare a vivere e riprodursi per tutto questo tempo: utilizzare come fonte di energia il Sole o comunque fonti derivate dal Sole (acqua, vento, ecc.), realizzare processi produttivi ciclici, senza produzione di rifiuti e soprattutto evitare le combustioni.

Dobbiamo però non solo cambiare modo di produrre, ma anche produrre beni durevoli e veramente utili, utilizzando meno energia possibile, di tipo rinnovabile e sostenibile.

Attualmente si può ottenere senza combustioni energia termica dal Sole (pannelli termici) e da pompe di calore, alimentate da energia elettrica rinnovabile, in grado di estrarre e trasferire energia termica, con una resa migliore di una stufa elettrica; energia elettrica dai salti di acqua (energia idroelettrica) e dalle maree (energia mareomotrice), dal Sole (energia fotovoltaica), dal vento (energia eolica).

Si può ottenere elettricità senza combustione anche dall’idrogeno, che non è una fonte ma un mezzo per accumulare e trasportare energia; naturalmente deve essere idrogeno ottenuto da fonti rinnovabili che produce elettricità attraverso celle a combustibile, cioè generatori elettrochimici in cui l’energia elettrica è prodotta dalla reazione tra l’idrogeno e l’ossigeno.

Ai difensori del petrolio o dell’energia nucleare, i quali affermano che il Sole e i suoi derivati sarebbero insufficienti a garantire gli attuali consumi di energia delle varie attività umane, va risposto che da una parte l’attuale consumo è eccessivo, basato sulla logica degli sprechi (tanto più che il rendimento finale dei combustibili fossili è molto basso e le fonti sono esauribili), dall’altra che il Sole, pur essendo utilizzato dalle piante con una percentuale inferiore dell’1%, garantisce una biomassa naturale (cioè l’insieme della massa di piante, animali e microrganismi), che è ben maggiore dell’insieme dei prodotti industriali umani, che d’altra parte richiedono solo un decimo dell’energia utilizzata dalle piante.

Le energie rinnovabili, che in Italia, nel periodo gennaio – settembre 2020 (dati Terna) hanno superato il 40% dei consumi elettrici e a fine anno potrebbero superare il18% dei consumi totali, potranno rappresentare rapidamente una quota rilevante nel bilancio energetico globale (si spera superiore al 50% entro il 2030), soprattutto se accoppiate ad un parallelo grande sviluppo dell’efficienza energetica, in grado di far diminuire i consumi grazie ad innovazioni tecnologiche.

È dunque necessario, nelle attività umane, passare da un’economia lineare ad una circolare, cioè pensata per potersi rigenerare da sola”, come quella naturale, con l’utilizzo di fonti di energia veramente rinnovabili, come quella solare, senza utilizzo di combustioni.

Cambiare il nome per non cambiare nulla

Rispetto a questa esigenza le proposte dell’Unione Europea e dei Governi nazionali (la cosiddetta “Strategia di Bioeconomia”) sono inadeguate. Si pensa di risolvere i problemi non cambiando l’attuale economia, senza futuro, ma semplicemente modificandone il nome, con prefissi accattivanti come “bio”.

Così l’energia utilizzata sarà “bionergia”, i carburanti diventano “biocarburanti”, come il “biometano” o il “biodiesel”, e l’economia si trasforma in “bioeconomia”, un’operazione già vista con lo “sviluppo sostenibile” e l’“economia verde”, ovvero un’operazione di “greenwashing” (proclamare presunti comportamenti sostenibili al fine di attirare l’attenzione di quella fascia di consumatori attenti alla salute del pianeta). 

La mera sostituzione delle fonti, come ad esempio l’utilizzo delle biomasse per ottenere bioenergie, non solo non è sufficiente, ma può essere dannosa: la produzione di biomassa su larga scala necessita di suolo fertile (sottratto anche alle foreste), di acqua e input chimici secondo il modello dell’agro-industria, che ha un forte impatto su ambiente, biodiversità ed economia territoriale.

La Strategia di Bioeconomia prevede la combustione di sostanza biologica, incidendo negativamente sul clima e sulla qualità dell’ambiente.

Conclusioni

In pratica, si cambia nome per non cambiare nulla: mentre in natura si usa energia (come la luce) per riciclare la materia, si continua a proporre un modello che richiede la combustione di qualche materiale per ottenere energia, perpetuando un’economia lineare, inquinante e incompatibile con i cicli naturali degli ecosistemi.

Autore

Dottor Gianni Tamino membro Comitato Scientifico Associazione Medici per l’Ambiente (ISDE Italia).

Già docente di Biologia generale (ora in pensione) all’Università di Padova, ha svolto ricerche sul rapporto tra ambiente e salute e sui flussi di materia e di energia negli ecosistemi, con particolare riguardo all’accumulo di inquinanti lungo la catena alimentare; si è occupato inoltre dei problemi legati alle biotecnologie.

È stato membro del Comitato Nazionale per la Sicurezza Alimentare, presso il Ministero della Salute.

Fonti

  • Boffi R. et al, “Istituto Nazionale dei Tumori. Il laboratorio per lo studio degli inquinanti ambientali e del fumo di tabacco” Tabaccologia 2007; 2: 16-18 https://www.tabaccologia.it/PDF/2_2007/6_22007.pdf